PET/CT将PET与CT完美融为一体,由PET提供病灶详尽的功能与代谢等分子信息,而CT提供病灶的精确解剖定位,具有灵敏、准确、特异及定位精确等特点。本文通过对某PET/CT中心建设项目的放射防护措施安全性评价,论证该PET/CT中心投入运行时的职业安全性及对周围公众的影响。
1 工程分析及放射性职业病危害因素识别PET/CT包括PET显像及CT显像两部分。PET显像是一种体内发射显像技术,是利用回旋加速器生产的正电子衰变放射性核素(如18F、11C、13N等)注入人体内产生的湮没辐射γ光子影像。CT显像是一种体外透射显像,是利用球管产生的X射线穿透人体后,经探测器采集、转换成影像信息; CT可应用于全身各部位检查。
其检查工作流程见图 1。
核医学工作场所放射性职业病危害主要存在外照射和内照射两部分,该项目外照射主要来自在分装、标记、给药、脏器显像中的放射性核素18F、11C、13N放出的β射线(正电子)及正电子湮没产生的γ射线; β射线在被吸收的过程中产生的轫致辐射; PET/ CT机CT部分运行时产生的X射线引起的外照射。内照射主要来自在放射性药物操作过程中,放射性核素通过皮肤、伤口和呼吸进入人员体内形成内照射。若该项目的辐射防护安全设施及防护性能达不到要求、管理不善,就可能对放射工作人员和周围公众的健康产生危害。
按照《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》 [1](GB 18871 -2002)的规定,应对核医学工作场所进行分级,并采取相应的放射防护措施。该项目拟使用的放射性核素及用量见表 1。经计算,该工作场所的日等效最大操作量达1.33 ×108Bq,为乙级开放型放射工作场所。
根据《临床核医学放射卫生防护标准》 [2] (GBZ 120-2006)的要求,为了便于操作,针对核医学实践的具体情况,把工作场所分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类,经计算该项目PET/CT检查室、等候室、放射性废物储藏室及注射室均属于Ⅱ类场所。因此,其地面、表面、通风、管道和清洗去污设备等应当按照Ⅱ类场所的装修和装备结构要求进行相关建设和要求。
2 场所布局该PET/CT中心建设项目的PET/CT检查室及其辅助设施具体布局详见图 2。
在核医学工作场所,人流、物流和气流的组织与管理是相当重要的,在该建设项目中人流组织:普通患者及VIP患者从楼南侧进入PET/CT中心注射前候检厅预约等候,注射前候检厅与注射检查区域设置单向通行门,注射后的患者进入等候室等待准备接受扫描,扫描完成的患者进入等候室休息或从受检人员通道出口离开。医生和其他工作人员从候检厅里面的接诊区医护人员通道入口及楼北侧物流通道入口进出。气流组织: PET/CT中心的各功能室均设置有相应的排风系统,并设计气流单向电动阀避免各房间通风管道气流互通,整个核医学场所运行时,排风机打开时,空气自然从非放射性工作场所向低活性区流动,再向高活性区流动,可避免各功能室气体相互串通污染和污染扩散。物流组织:在注射过程中产生的固体放射性废物放入注射室内的铅废物桶存放,过10个半衰期以上可作一般医疗垃圾收集处理。等候室等区域产生的固体性废物储存于放射性废物储藏室,待达到一般医疗垃圾处理要求后由污物通道出口运出。
3 放射防护措施 3.1 对该PET/CT中心进行工作场所的分区根据《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》 (GB 18871-2002)中的分区标准,将放射性工作场所分为监督区和控制区,以便于辐射防护管理和职业照射控制。
3.1.1 控制区将PET/CT检查室、等候室、注射室、患者专用卫生间、放射性废物储藏室划为控制区。控制区是放射源安全与放射防护的关键所在,确保源的防护与安全,确保放射工作人员和公众照射降低至可接受水平,该区需要最优化的辐射屏蔽。该区入口门处应当设置电离辐射警告标志,无关人员不得进入该区。
3.1.2 监督区将PET/CT控制室、接诊区、医生值班室、主任办公室划为监督区。应当限制无关人员进入该区。
3.2 对该PET/CT中心进行屏蔽防护PET/CT中心各房间屏蔽厚度是按以下剂量率管理目标值进行估算的: ①该建设项目放射工作人员年有效剂量管理目标值为5 mSv,公众个人的年有效剂量限值为1 mSv,公众个人年有效剂量管理目标值为0.25 mSv; ②距PET/CT检查室及其附属设施、顶部和机房门外侧表面30 cm处的空气比释动能率≤2.5 μGy/h。
防护屏蔽估算模式:
用减弱倍数法计算各屏蔽墙的厚度,按下式直接计算出减弱倍数K,再利用十值层求出普通混凝土的厚度。
减弱倍数:
屏蔽厚度: d = T1/10·log K
式中: d为屏蔽厚度(cm); T1/10-十分之一层厚度值(cm),由《放射防护实用手册》 [3]查得,对0.511 MeV γ射线,对混凝土T1/10 = 11.9 cm,对T1/10铅= 1.66 cm,按照混凝土十分之一层厚度值估算出实心砖墙约为T1/10 = 16.9 cm; K-减弱倍数; A-PET/CT检查患者单次注射的最大活度约4.44 × 108Bq,即12 mCi; Γ-比释动能率常数,mGy·m2/(Ci·h),对18F为5.1; Hp-屏蔽效能核实中剂量率控制值,为2.5 μGy·h-1; r-参考点到辐射源的距离,m。PET/CT检查室及其辅助设施的屏蔽核实情况见表 2。
由表 2可知,PET/CT中心各房间辐射屏蔽措施满足屏蔽防护要求。
3.3 安全联锁装置PET/CT检查室安全联锁装置是确保PET/CT机房门在打开或未完全关闭时不能进行PET/CT检查。机房门被打开时PET/CT检查暂停。
3.4 运行保障系统包括通风设计、放射性废水收集和贮存、放射源和放射性固体废物的收集与贮存、视频监控与对讲装置等。
4 辐射危害评价 4.1 正常运行条件下的辐射危害评价本建设项目在正常运行状况下,主要的辐射危害来源主要是放射性药物及射线装置的外照射危害、放射性药物的内照射危害、表面污染、β射线吸收产生的轫致辐射和放射性废物造成的内外照射等。各类人员个人剂量估算情况见表 3。
由表 3可知,对于该建设项目运行中的职业危害,通过合理的分区、充分的屏蔽设计、有效的通风和严格的排放标准等放射防护措施,可有效降低贯穿辐射引起的外照射水平和环境污染。在保证建设施工质量情况下,该建设项目放射工作场所内的放射工作人员和周围所涉及的公众所受辐射剂量将低于国家标准的相关限值,也低于本文所给出的目标管理值。
4.2 异常和事故情况下的辐射危害评价该建设项目为开放型放射工作场所,使用非密封型放射性核素,可能发生的潜在事故如下: ①因操作不当,造成放射性药物泼洒所致放射性污染。污染物再悬浮、漂移、沉降对环境造成污染; 经呼吸、饮食或皮肤粘膜、伤口等途径进入人体而引起放射性内照射,对人体造成损害。②在给病人注射药物过程中由于操作不当而造成的放射性药物洒落,而当放射性药物洒落时,其外照射剂量与洒落的药量有关,还会造成表面污染。
5 结论与建议 5.1 结论通过对该项目的放射防护措施安全性评价,可得出以下3个结论: ①该建设项目的辐射源项主要为在分装、标记、给药、脏器显像中的放射性核素18F、11C、13N放出的β射线(正电子)及正电子湮没产生的γ射线; β射线在被吸收的过程中产生的轫致辐射; PET/CT机所带CT机运行时产生的X射线引起的外照射。②该PET/CT中心建设项目设计的各功能用房及附属设施分区明确,人流、物流和气流组织合理,整个建设项目布局设计基本合理。③经估算,该建设项目放射工作场所各功能用房屏蔽设计符合辐射安全原则,只要按照本文审核的屏蔽设计进行建设,在保证施工质量前提下,能够有效的屏蔽放射性核素和PET/CT运行时产生的放射线,就不会对放射工作人员及周围公众造成健康影响。
5.2 建议根据笔者评价过程中的实践经验,提出以下2点建议: ①建设过程中,建设单位应加强监督,确保建设项目严格按照经审核的设计要求施工,尤其对于PET/CT检查室、等候室、放射性废物储藏室及注射室应确保施工质量并按照核医学Ⅱ类场所要求进行设计施工。②建议建设单位应根据人员变化及时调整应急救援队伍人员组成,进一步细化放射事件的类型,并针对不同类型的事件,制定针对性的处置措施、放射防护和去污等程序。
[1] |
国家质量监督检验检疫总局.GB 18871-2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准[S].北京: 中国标准出版社, 2002.
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[2] |
中华人民共和国卫生部.GBZ 120-2006临床核医学卫生防护标准[S].北京: 中国标准出版社, 2006.
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[3] |
赵兰才, 张丹枫. 放射防护实用手册[M]. 第一版. 济南: 济南出版社, 2009: 335.
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